Study of insuline-like growth factor gene (IGF1) and its receptor in children born small for gestational age

Crianças nascidas pequenas para a idade gestacional (PIG) apresentam maior risco de permanecerem com baixa estatura na vida adulta. Os fatores de crescimento insulina-símile 1 e 2 (IGF-1 e IGF-2) são os principais fatores endócrinos determinantes do crescimento fetal. Na vida pós-natal o GH, principal hormônio promotor de crescimento, exerce a maior parte de seus efeitos por meio do IGF-1. A grande maioria das ações conhecidas do IGF-1 e IGF-2 são mediadas via receptor tirosina quinase conhecido como receptor tipo 1 de IGFs (IGF-1R). Os objetivos deste trabalho foram estudar os genes IGF1 e IGF1R em crianças nascidas pequenas para a idade gestacional que não recuperaram o crescimento na vida pós-natal. Foram selecionados 145 pacientes nascidos PIG, 72 sem catch up e 73 com catch up. Em 54 PIG sem catch up foi estudado toda a seqüência codificadora do gene IGF1 por meio de PCR e seqüenciamento direto, nos demais PIG sem catch up e nos 73 PIG com catch up foi estudado apenas o exon 6 do IGF-1 por PCR e seqüenciamento direto para avaliação de um polimorfismo encontrado nesta região. Nos pacientes que apresentavam concentração sérica de IGF-1 e IGFBP-3 acima da média para idade e sexo e seqüência do IGF1 normal (n=23) foi realizada coleta de sangue periférico com posterior separação de leucócitos mononucleares pelo gradiente de ficoll seguido por extração de RNA pelo método de Trizol® Posteriormente, a partir do RNA, sintetizamos o cDNA (DNA complementar) utilizando primers randômicos. Foi realizado PCR e seqüenciamento direto do cDNA, além de análise da expressão do IGF1R por PCR em tempo real. Nenhuma mutação foi encontrada no gene IGF1. Entretanto um locus altamente polimórfico foi encontrada na região 3\' não traduzida do exon 6 deste gene, região esta envolvida no processo de poliadenilação. A freqüência das variantes alélicas foi semelhante em PIG com e sem catch-up e em controles nascidos AIG. Analisando o fenótipo de pacientes PIG que apresentavam a variante alélica wild type ou uma das três variantes alélicas mais freqüentemente encontradas, não observamos diferenças significativas entre peso e comprimento ao nascimento, níveis de IGF-1 e crescimento na vida pós-natal. No gene IGF1R encontramos duas variantes alélicas nunca descritas previamente. A primeira variante encontrada está localizada no exon 1, em uma região de peptídeo sinal do pro IGF-1R e consiste na troca do nucleotídeo guanina pelo nucleotídeo adenina na posição 16 da região codificadora (c.16G>A), levando a troca do aminoácido glicina por arginina na posição 6 da proteína (p.G6R). A outra mutação encontrada está localizada no exon 7 onde observamos uma troca do nucleotídeo citosina por timina na posição 1531 do cDNA (c.1531 C>T), levando a uma troca de arginina por triptofano na posição 511 do IGF1R (p.R511W). Adicionalmente, foi observada uma expressão do IGF1R diminuída em 5 pacientes estudados.Concluímos que as variantes alélicas encontradas na região de poliadenilação do IGF1 não influenciam significativamente as características ao nascimento e pós-natais de crianças nascidas PIG ou a altura adulta de indivíduos normais nascidos AIG. O estudo do IGF1R identificou duas novas variantes alélicas em heterozigose no gene IGF1R e, em cinco pacientes, observamos uma expressão reduzida deste gene. Pacientes com alterações no gene IGF1R não apresentam um fenótipo característico que os diferencie de outras crianças nascidas PIG sem alterações neste gene, mostrando a importância dos estudos moleculares.Children born small for gestational age (SGA) have a higher risk of remaining short in adulthood. The insulin-like growth factors 1 and 2 (IGF-1 and IGF-2) are the main factors determining endocrine fetal growth. GH is the main promoter of linear growth in the postnatal life, exerting its effects mostly through the IGF-1. The vast majority of known actions of IGF-1 and IGF-2 are mediated by the insulin-like growth factor type 1 receptor (IGF-1R), a member of the tyrosine kinase receptors family. The aim of this study was to investigate IGF1 and IGF1R genes mutations in children born small for gestational age without catch up growth in postnatal life. We selected 145 patients born SGA, 72 without catch-up and 73 with catch up. The whole coding region of the IGF1 gene was sequenced in 54 patients without catchup. In the other SGA children without catch-up and in 73 SGA with catch-up, only the exon 6 of IGF1 was sequenced to assess the influence of allelic variants present in this region. In patients with normal IGF1 sequence and IGF-1 and IGFBP-3 serum levels above the mean for age and sex (n = 23) total RNA was extracted from peripheral blood lymphocytes followed by cDNA synthesis with random primers. The IGF1R cDNA was amplified using specific primers followed by direct sequencing. IGF1R expression was analyzed by real-time PCR. No mutations were found in the IGF1 gene. However a highly polymorphic sequence was identified in the upstream core polyadenylation signal (UCPAS) located in IGF1 3\' UTR at exon 6. The frequency of the identified allelic variants was similar in SGA children with and without catch-up and in controls. Furthermore, children homozygous for the wild-type allele and those carrying the allelic variants in homozygous or heterozygous state presented similar weight and length at birth, as well as serum IGF-1 levels and postnatal growth features. Two novel nonconservative allelic variants were identified in IGF1R in 23 SGA children (8.7%) in the heterozygous state. The first variant (c.16G>A) was located in the exon one, leading to a substitution of glicine by arginine in the pro-IGF-1R signaling peptide (p.G6R). The second variant was located in exon 7 (c.1531 C>T), leading to a substitution of arginine by tryptophan in the amino acid 511 of the IGF1-R (p.R511W). Moreover, a decreased IGF1R expression was observed in 5 of the 23 patients with elevated serum IGF-1 concentrations. We conclude that the UCPAS allelic variants did not significantly influence the birth and postnatal characteristics of children born SGA, neither the adult height of normal individuals born adequate for gestational age. The IGF1R study identified two novel allelic variants in two patients and a reduced expression of the IGF1R was observed in five patients. Patients with alterations in IGF1R did not have a distinctive phenotype when compared with other children born SGA without changes in this gene, indicating the importance of molecular studies